Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл

thread_function is running. Argument was 1

thread_function is running. Argument was 2

thread_function is running. Argument was 3

thread_function is running. Argument was 4

Bye from 1

thread_function is running. Argument was 5

Waiting for threads to finish...

Bye from 5

Picked up a thread

Bye from 0

Bye from 2

Bye from 3

Bye from 4

Picked up a thread

Picked up a thread

Picked up a thread

Picked up a thread

Picked up a thread

All done

Как видите, вы создали много потоков и разрешили им завершаться в произвольной последовательности. В этой программе есть маленькая ошибка, которая проявит себя, если вы удалите вызов sleep из цикла, запускающего потоки. Мы включили ее, чтобы показать, как вы должны быть внимательны при написании программ, применяющих потоки. Вы нашли ее? В следующем разд. "Как это работает" будет дано объяснение.

Как это работает

На сей раз вы создаете массив идентификаторов потоков:

pthread_t a_thread[NUM_THREADS];

и заключаете в цикл создание нескольких потоков:

for (lots_of_threads = 0; lots_of_threads < NUM_THREADS; lots_of_threads++) {

 res = pthread_create(&(a_thread[lots_of_threads]), NULL,

  thread_function, (void *)&lots_of_threads);

 if (res != 0) {

  perror("Thread creation failed");

  exit(EXIT_FAILURE);

 }

 sleep(1);

}

Затем потоки сами по себе ждут в течение случайного промежутка времени, прежде чем начать выполнение:

void *thread_function(void *arg) {

 int my_number = *(int *)arg;

 int rand_num;

 printf("thread_function is running. Argument was %dn", my_number);

 rand_num = 1+(int)(9.0* rand()/(RAND_MAX+1.0));

 sleep(randnum);

 printf("Bye from %dn", my_number);

 pthread_exit(NULL);

}

В это время в основном (исходном) потоке вы ждете, чтобы собрать потоки, но не в том порядке, в каком вы их создали:

for (lots_of_threads = NUM_THREADS - 1; lots_of_threads >= 0; lots_of_threads--) {

 res = pthread_join(a_thread[lots_of__threads], &thread_result);

 if (res == 0) {

  printf("Picked up a threadn");

 } else {

  perror("pthread_join failed");

 }

}

Если вы попробуете выполнить программу без вызова sleep, то увидите странный эффект: некоторые потоки запускаются с одним и тем же номером, например, вы можете получить вывод, похожий на следующий:

thread_function is running. Argument was 0

thread_function is running. Argument was 2

thread_function is running. Argument was 2

thread_function is running. Argument was 4

thread_function is running. Argument was 4

thread_function is running. Argument was 5

Waiting for threads to finish...

Bye from 5

Picked up a thread

Bye from 2

Bye from 0

Bye from 2

Bye from 4

Bye from 4

Picked up a thread

Picked up a thread

Picked up a thread

Picked up a thread

Picked up a thread

All done

Вы догадались, что произошло? Потоки запускаются, используя локальную переменную как аргумент функции потока. Эта переменная обновляется в цикле. Далее приведены ошибочные строки:

for (lots_of_threads = 0; lots_of_threads < NUM_THREADS; lots_of_threads++) {

 res = pthread_create(&(a_thread[lots_of_threads]), NULL,

  thread_function, (void *)&lots_of_threads);

Если поток main выполняется достаточно быстро, он может искажать аргумент (lots_of_threads) для некоторых потоков. Поведение, подобное этому, наблюдается, когда недостаточно внимания уделяется совместно используемым переменным и множественным путям исполнения (multiple execution paths). Мы предупреждали вас о том, что программирование потоков требует повышенного внимания при разработке! Для исправления ошибки вам следует передавать непосредственно значение следующим образом:

res = pthread_create(&(a_thread[lots_of_threads]), NULL,

 thread_function, (void *)lots_of_threads);

и конечно изменить thread_function:

void *thread_function(void *arg) {

 int my_number = (int)arg;

Все исправления, выделенные цветом, показаны в программе thread8a.c.

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <pthread.h>